BỊ ĐƯỢC ĐIỂU KHIỂN
4.2.3 Một sô đặc tính của KĐTT
Khuyếch đại thuật toân lă mạch khuyếch đại có phẩm chất cao, hệ số khuyếch đại lớn, lăm việc trong dải tần từ 0 đến hăng chục M Hz. Khuyếch đại thuật toân gồm hai lố i văo vă một lối ra (hình 4.3). Tín hiệu lố i ra đồng pha với tín hiệu lối văo dương (+) vă ngược pha với tín hiệu lố i văo đm (-). Ngoăi ra một số bộ khuyếch đại thuật toân còn có thím một số chđn phụ. Câc chđn phụ năy dùng để thực hiện chức năng sửa đặc trưng tần số của mạch khuyếch đại hoặc dùng để điều chỉnh cđn bằng điện âp ở lố i ra của bộ khuyếch đại thuật toân. Điện âp ra của khuyếch đại thuật toân được xâc định bằng hệ thức:
Ưra = A (V p- V n) (4.1)
Trong đó Vp lă tín hiệu đưa văo lố i văo dương; V n lă tín hiệu đưa văo lối văo đm; A lă hệ số khuyếch đại nội tại của bộ khuyếch đại thuật toân.
Người ta đê chế tạo nhiều loại khuyếch đại thuật toân trín cơ sở của câc transistor vă câc điển trở được tích hợp trong một khối nhỏ bằng vật liệu đặc biệt (m onolithic) với câc sơ đổ khâc nhau nhưng cấu trúc bín trong của khuyếch đại thuật toân tối thiểu cũng phải có một tầng khuyếch đại vi sai ở lối văo, một tầng dịch mức điện âp một chiều vă một tầng khuyếch đại công suất ở lối ra. Trong thực tế, người ta thường mắc câc mạch phản hồi đm để có được hệ số khuyếch đại giữa tín hiệu lố i ra vă tín hiệu lố i văo mong muốn, nhằm tăng độ ổn định của tín hiệu.
Từ biểu thức 4.1 ta thấy rằng V p = V n vă đồng thời khâc không thì điện âp lố i ra của khuyếch đại thuật toân V r = 0. Điều năy cho thấy rằng khuyếch
đại thuật toân lă bộ khuyếch đại vi sai có khả năng chống nhiễu cao, nó triệt được câc tạp nhiễu cùng pha đưa văo lố i văo.
+V«
Hình 4.3 Sơ đồ bộ khuyếch đại thuật toân
Bộ khuyếch đại thuật toân lý tưởng lă bộ khuyếch đại có hệ số khuyếch đại vô cùng lớn, điện trở lố i văo vô cùng lớn, điện trở lối ra vô cùng nhỏ, dòng văo vô cùng nhỏ tuđn theo hệ thức:
Ip = In = 0 (4.2)
Trong thực tế khi V p = V n = 0 thì điện âp ra vẫn khâc 0 tương tự như có có sự chính lệch điện âp ở lối văo A V = IVp - V nl.
Đặc tính quan trọng nhất của khuyếch đại thuật toân lă đặc tuyến biín độ (hình 4.4). Chúng gồm hai đường cong biểu diễn đặc tính cho lố i văo (+) vă lối văo (-). M ỗi đường cong gồm một đoạn nằm ngang vă một đoạn dốc. Đoạn nằm ngang tương ứng với chế độ transistor tầng ra thông bêo hoă hoặc cắt dòng. K h i thay đổi điện âp tín hiệu đặt văo trín những đoạn đó, điện âp ra của bộ khuyếch đại không đổi vă được xâc định bằng + U r max, -U r max. Giâ trị điện âp ra cực đại gần bằng điện âp Ecc của nguồn cung cấp. Góc nghiíng được xâc định bằng hệ số khuyếch đại:
K = A U r/ A U V (4.3)
Đường cong hình 4.4 cho thấy trạng thâi U r = 0 khi U v = 0 gọi lă trạng thâi cđn bằng của khuyếch đại thuật toân. Tuy nhiín bộ khuyếch đại thuật toân trong thực tế thường không đạt được cđn bằng hoăn toăn. Nguyín nhđn của trạng thâi mất cđn bằng lă do việc khó có thể đồng nhất trong câc tham số
của câc linh kiện trong tầng khuyếch đại vi sai lố i văo của bộ khuyếch đại thuật toân. +v, Lối văo (-) +u,max Lối văo (+) -u, ► ư, ■^EE
Hình 4.4 Đặc tuyến truyền đạt của bộ khuyếch đại thuật toân
Ảnh hưởng của nhiệt độ sẽ gđy nín độ trôi thiín âp đầu văo vă đầu ra của bộ khuyếch đại thuật toân. Chính vì vậy, để cđn bằng ban đầu cho khuyếch đại thuật toân người ta phải đặt một điện âp điều chỉnh cđn bằng ở lố i văo để điện âp ra bằng 0. M ột số bộ khuyếch đại thuật toân được thiết kế có thím câc chđn phụ để điều chỉnh cđn bằng điện âp ở lố i ra mă không phải điều chỉnh điện âp ở lối văo.
Độ khuyếch đại tín hiệu điều hoă được đặc trưng bằng tham số tần số của khuyếch đại thuật toân. Tham số tần số được xâc định theo đặc tuyến biín độ tần số của khuyếch đại thuật toân (hình 4.5). Tham số năy bị giảm ở miền tần số cao, bắt đầu ở tần số cắt f c. Nguyín nhđn lă do sự phụ phụ thuộc của câc tham số của transistor văo điện dung ký sinh có trong bộ khuyếch đại thuật toân. Câc điện dung ký sinh năy lại phụ thuộc rất lớn văo tần số. Tần số biín f b ứng với hệ số khuyếch đại của bộ khuyếch đại thuật toân bị giảm đi căn 2 lần (V2), được gọi lă dải thông.
Hình 4.5 Đặc tuyến biín độ của KĐTT
<PẠ
Hình 4.6 Đặc tuyến pha của KĐTT
K h i khuyếch đại tín hiệu thì khuyếch đại thuật toân thường có hồi tiếp đm ở lố i văo (-) vì có sự dịch pha tín hiệu ra so với tín hiệu văo ở tần số cao. Cho nín, đặc tuyến pha tần số của khuyếch đại thuật toân theo lố i văo (-) có thím góc lệch pha phụ lớn hơn 180° (hình 4.6). Tại một tần số cao năo đó, tổng góc dịch pha sẽ bằng 360° thì tương ứng với hồi tiếp dương đưa về lối văo (-) ở tần số đó. Điều năy sẽ lăm cho mạch bị tự kích. Để khắc phục hiện tượng tự kích trong khuyếch đại thuật toân, người ta mắc thím mạch hiệu chỉnh RC ngoăi, cho phĩp thay đổi phần năo dạng của đặc tuyến biín độ tần số vă pha tần số. Tham số mạch RC vă vị trí mắc chúng trong sơ đồ IC do nhă sản xuất chỉ dẫn.